任一點上的剪應力都同剪切變形速率呈線性函數(shù)關系的流體稱為牛頓流體。因此,牛頓流體與粘度的關系一個常數(shù),表現(xiàn)在函數(shù)圖中是一個經過原點的直線。
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我們在生活中感應牛頓流體時,由于液體的粘度為常數(shù),所以在傾倒牛頓流體時,感覺流體在任一個時間段能夠達到一種勻速的的流動。反之,在傾倒非牛頓流體時,會感覺到流體出口處的直徑會非常的寬大,而流體傾倒未端流體直徑會變得非常狹小,這正是由于粘度值在發(fā)生不同的變化,使得流體的形狀發(fā)生了很大的變化。
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牛頓液體最顯著的特點是牛頓液體流變方程τ=ηγ中的η是個常數(shù),這個η也就是液體的粘度。在粘度計的對流體的粘度測量過程中,就是要得到這個η值。水、酒精等大多數(shù)純液體、輕質油、低分子化合物溶液以及低速流動的氣體等均為牛頓流體。
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非牛頓液體簡單來說是不符合牛肚液體特性的其他液體,即η不是個常數(shù)。一般來說生物身上的流體例如血液、淋巴液、囊液及細胞質都是非牛頓液體,高分子聚合物溶液、泥石流、牙膏、油墨、油漆、涂料,以及生活中常見的淀粉液體、果醬、土豆醬、面團、肉醬都是非牛頓液體。
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牛頓流體的虹吸效應
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在現(xiàn)實生活中可以進行以下幾個試驗確定手中的流體是否是牛頓流體:
1、虹吸試驗。正常情況下牛頓液體在虹吸過程中,管道提起離開液面試驗及終止,而非牛頓液體就算管道離開液面一定距離的情況下,試驗仍會繼續(xù)。
2、凹面試驗。在一個容器中,使用棍棒攪拌液體。牛頓液體在容器中心會形成一個凹面,而非牛頓液體會在容器中形成一個凸面,及液體會順著棍棒向上“爬”,也被成為爬桿效應。
3、拔絲。例如蜂蜜、糖漿、瀝青這種非牛頓液體就能夠拉的很細,糖人也是如此。
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我們在使用粘度計的過程中,測量的流體都是非牛頓流體,正是因為非牛頓流體的粘度值是會發(fā)生變化的,同一種流體的粘度值在不同的環(huán)境、溫度、條件下都是不同的,所以才需要使用粘度計來對其進行測量。這也是為什么在很多工業(yè)生產中,需要在線式粘度計對半成品、原料進行流體粘度的檢測,為的就是得到流體的粘度特性,以便對生產及改善配方,提高產品質量。
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事實上,在大多數(shù)的生產生活中,牛頓流體與粘度的關系對生產生活的影響并不大,而且它們的一些影響人也很容易感知出來,所以很少會使用粘度計對這些牛頓流體進行粘度值的測量。